Desenvolvimento de uma Célula Eletrolítica Microbiana (CEM) para produção de bio-hidrogênio (bio-H2) a partir da oxidação do glicerol

• Processo: 19/24916-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Adalgisa Rodrigues de Andrade
• Beneficiário: Alex Soares Castro
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/08692-0 - Desenvolvimento de cátodos com catalisadores de baixo custo e processo de otimização para a captura de H‚ em células de eletrólise microbiana, BE.EP.DR
• Assunto(s): Energia renovável Bio-hidrogênio Oxidação Glicerol Cromatografia gasosa-espectrometria de massas Cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas Quimiometria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomanufaturamento | célula de eletrólise microbiana | geração de hidrogênio | glicerol | subprodutos de alto valor agregado | Fontes renováveis de energia

Resumo

O presente projeto de doutorado propõe a construção de uma Célula Eletrolítica Microbiana (CEM), um dispositivo capaz de gerar H2 e outros subprodutos químicos a partir da oxidação de um material orgânico, realizada com um biofilme microbiano suportado em um coletor de corrente. A célula microbiana formada é capaz de produzir hidrogênio no biocátodo, além de outros subprodutos intermediários de alto valor agregado no bioânodo. A proposição de uma CEM para eletrossíntese de bio-H2 e de compostos de valor agregado a partir do glicerol tem caráter multidisciplinar envolvendo conceitos de eletroquímica, microbiologia e bioquímica. Assim, na CEM que será construída empregando um bioânodo microbiano formado a partir de uma cultura mista de bactérias, serão avaliados os compostos formados a partir da oxidação do glicerol, analisando e controlando parâmetros experimentais como, pH, temperatura e intensidade de corrente aplicada. Estes parâmetros permitirão a partir da comunidade bacteriana presente no bioânodo maximizar a geração de bio-H2 e de produtos intermediários de alto valor agregado eletrossintetizados a partir do glicerol. Estes serão identificados e quantificados usando como técnica de análise a cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas (CG/MS) ou cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massas (LC/MS) e classificados através de ferramentas quimiométricas. Finalmente, é esperado que a CEM usada na geração de bio-H2 e outros possíveis subprodutos de valor agregados a partir do glicerol otimize os processos de biomanufaturamento e diversas áreas que o projeto engloba, uma vez que este estudo é promissor no Brasil. (AU)